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¿Qué el tiempo real de la Único-Molécula (SMRT) está ordenando?

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DNA que ordena trabajos usando la polimerasa de DNA para agregar los nucleótidos a un patrón. Hay varias tecnologías disponibles para la secuencia de la DNA. Un tal ejemplo es secuencia en tiempo real de la Único-Molécula, o secuencia de SMRT.

Investigador que examina la diapositiva de la diapositiva de la serie de la DNA. Haber: Shawn Hempel/Shutterstock
Investigador que examina la diapositiva de la diapositiva de la serie de la DNA. Haber: Shawn Hempel/Shutterstock

¿Cómo la secuencia de SMRT trabaja?

Como con la otra DNA que ordena tecnologías, el primer paso después de que la extracción de la DNA sea preparar una “biblioteca”. Este proceso prepara la DNA para la secuencia; en este caso, los adaptadores se agregan a cualquier extremo de una molécula trenzada doble de la DNA, que permite efectivo a la DNA convertirse en un único patrón circular trenzado. Esto entonces significa que la DNA se puede ordenar contínuo.

Esta biblioteca de la DNA, o la DNA del patrón, entonces se pone en un secuenciador de la DNA que contenga los “guías de ondas de la cero-manera” que tienen polimerasa de DNA inmovilizada en un extremo. Una única molécula de la DNA entonces se inmoviliza en estos guías de ondas de la cero-manera, y la polimerasa de DNA comienza a agregar los nuevos nucleótidos a un cabo sintetizado novo de la DNA de complementario a la DNA del patrón. Las bases en estos nucleótidos etiqueta, e incorporación de estas bases en la emisión liviana cada vez mayor de las causas del cabo de la DNA. Esta emisión liviana entonces se lee hacia adentro tiempo real, y como la emisión de cada base es diferente ésta permite para que la base específica sea determinada.

La ventaja principal de la secuencia de SMRT es la generación de largo de secuencia lee de la alta exactitud, que perfecciona el montaje de genomas enteros. Esto es porque más de largo ordena lee medio que menos “edificio” se requiere para montar el genoma.

Introduction to SMRT Sequencing

Estudiar la metilación de la DNA en bacterias; un uso de la secuencia de SMRT

¿Cuál es metilación de la DNA?

La adición de un grupo metílico a la DNA, también conocida como metilación, ocurre en todos los reinos de la vida. Hay tres nucleótidos desnaturalizados presentes en bacterias; m5C (5C-metílico-citosina, que está también presente en eucariotas), m6A (6N-metílico-adenina) y m4C (4N-metílico-citosina, que se encuentra solamente en bacterias). La metilación ocurre después de la síntesis de los nuevos cabos de la DNA, y suceso en los nucleótidos específicos.

Los grupos metílicos adhieren fuera del doble hélice de la DNA, y por lo tanto pueden afectar el atascamiento entre las proteínas obligatorias de la DNA y de la DNA. Esto a su vez afecta procesos incluyendo la reparación de la réplica del cromosoma, del desequilibrio de impedancia de la DNA, así como la sincronización de la transcripción del gen y la formación de linajes epigenéticos.

Mecanismos epigenéticos: la metilación o la acetilación de la DNA puede activar o no la transcripción del gen. Haber de imagen: ellepigrafica/Shutterstock
Mecanismos epigenéticos: la metilación o la acetilación de la DNA puede activar o no la transcripción del gen. Haber de imagen: ellepigrafica/Shutterstock

¿Por qué es la metilación de la DNA importante en bacterias?

Las bacterias son infectadas por los virus, por lo tanto necesitan un mecanismo protector vencer infecciones virales. Aquí es adonde los sistemas de la restricción-modificación entran en el juego; este sistema se compone de una enzima de la restricción, que analiza la DNA en los sitios específicos, y de un methyltransferase de la DNA, que agrega a un grupo metílico a la adenina (a) o a la citosina (c).

En la mayoría de sistemas de la restricción-modificación, el methyltransferase de la DNA actúa para proteger la DNA bacteriana contra la enzima de la restricción. La presencia del methyltransferase de la DNA significa que la DNA bacteriana se desnaturaliza, mientras que no es la DNA viral de infección. Esto a su vez significa que la DNA viral es degradada por la enzima de la restricción, mientras que la DNA bacteriana es protegido debido a la enzima de la restricción que no actúa en la DNA desnaturalizada. Sin embargo, debe ser observado que hay las enzimas de la restricción que actúan en la DNA modificada.

Los estudios recientes han hecho alusión que puede haber papeles adicionales de sistemas de la restricción-modificación. Por ejemplo, eliminar ciertos sistemas de la restricción-modificación dio lugar a un cambio en la expresión génica, que se conecta a la diferencia en la metilación de la DNA. los sistemas de la Restricción-modificación pueden también causar interruptores doble-trenzados y las mutaciones del C-T, de tal modo influenciando la evolución de bacterias. Más recientemente, se han desarrollado las tecnologías que pueden determinar la metilación de un genoma bacteriano entero, conocido como el “methylome”.

¿Cómo usted determina el methylome usando la secuencia de SMRT?

Mientras que la secuencia de SMRT da resultados en tiempo real, puede ser utilizada para descubrir modificaciones de la DNA incluyendo methylations. La polimerasa de DNA incorpora los nucleótidos a un régimen constante, pero este régimen puede ser cambiado si el nucleótido en el patrón había sido modificado. Esto se puede observar durante el proceso de secuencia.

Sople en SMRT usado al. que ordena para correlacionar modificaciones de la DNA en 230 microorganismos. Las modificaciones buscaron m5C, m6A y m4C incluidos. Los autores encontraron que el 93% de estos microorganismos mostraron la metilación de la DNA, y también encontraron 834 adornos cuáles fueron desnaturalizados. Esto permitió a los autores determinar qué adornos son los objetivos para 620 methyltransferases de la DNA.

Interesante, los autores observaron que mientras que el 48% de los organismos estudiados tenían un methyltransferase de la DNA, no había pruebas de una enzima de la restricción también que era presente. Por lo tanto, es papel posible que la metilación de la DNA desempeña un papel importante en la regla del genoma, o el otro importante en microorganismos que debe todavía ser determinado.

Fuentes

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Last Updated: Sep 3, 2019

Dr. Maho Yokoyama

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Dr. Maho Yokoyama

Dr. Maho Yokoyama is a researcher and science writer. She was awarded her Ph.D. from the University of Bath, UK, following a thesis in the field of Microbiology, where she applied functional genomics to Staphylococcus aureus . During her doctoral studies, Maho collaborated with other academics on several papers and even published some of her own work in peer-reviewed scientific journals. She also presented her work at academic conferences around the world.

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